理论力学第五章摩擦.ppt

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1、第五章摩擦平衡必计摩擦2摩擦分类：滑动摩擦滚动摩阻按照接触物体间可能会相对滑动或相对滚动:根据物体间是否有良好的润滑剂:滑动摩擦干摩擦湿摩擦摩擦3滑动摩擦力——两个表面粗糙的物体，当其接触表面之间有相对滑动趋势或相对滑动时，彼此作用的阻碍相对滑动的阻力。作用点：作用于相互接触处方向：与相对滑动的趋势或相对滑动的方向相反大小：根据主动力作用的不同，分为：静滑动摩擦力最大静滑动摩擦力动滑动摩擦力（即接触面对物体作用的切向约束反力）5-1滑动摩擦1、静滑动摩擦力：当物体上作用一大小可变化的水平拉力P时，当拉力P由零值逐渐增加但不很大时，物体仅有相对

2、滑动趋势，但仍保持静止。即，如图支承面对物体除有法向约束力FN外，还有一个阻碍物体沿水平面向右滑动的切向约束力，此力即静滑动摩擦力，简称静摩擦力。一、静滑动摩擦力,最大静滑动摩擦力5-1滑动摩擦5①静止:fS—静滑动摩擦因数②临界：（将滑未滑）Fmax—最大静摩擦力静摩擦力的大小随主动力的情况而改变，但介于零和最大静摩擦力之间：2、状态：—静摩擦定律(库仑摩擦定律)5-1滑动摩擦f—动摩擦系数，f

3、滑动摩擦力，简称动摩擦力。动摩擦力的大小与接触物体间的正压力成正比：5-1滑动摩擦8大小：（平衡范围）满足静摩擦力特征：方向：与物体相对滑动趋势方向相反定律：大小：（无平衡范围）动摩擦力特征：方向：与物体运动方向相反定律：三、动、静滑动摩擦力的特征总结：（动滑动摩擦力与静滑动摩擦力的区别：产生了滑动）5-1滑动摩擦9[例]作出下列各物体的受力图①P最小维持平衡状态的受力图①P最大维持平衡状态的受力图四、例题10一、摩擦角：定义：当摩擦力FS达到最大值时，其全反力（全约束力）与法线的夹角叫做摩擦角。摩擦角是表示材料的表面性质的量。（顶角为）5-2

4、摩擦角和自锁现象ff摩擦锥1112①定义：当物体依靠接触面间的相互作用的摩擦力与正压力（即组成的全反力）自己把自己卡紧，不会松开（无论外力多大），这种现象称为自锁。当时，永远平衡（即自锁）②自锁条件：二、自锁：全约束力必在摩擦角之内5-2摩擦角和自锁现象13结论：（1）如果作用于物块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，物块必保持静止——自锁现象。[注]：此时还有个方向问题，主动力合力的方向应与全约束反力方向相反，否则，则不会平衡，也不会自锁。（实际中常应用该原理的机构：圆锥销、压榨机）5-2摩擦角和自锁现象（2）如果作用

5、于物块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角之外，则无论这个力怎样小，物块一定会滑动。5-2摩擦角和自锁现象1、摩擦系数的测定：OA绕O轴转动使物块刚开始下滑时测出a角，tga=f,f则为该两种材料间静摩擦系数。③自锁应用举例：5-2摩擦角和自锁现象斜面自锁条件:162、螺纹自锁：螺纹的自锁条件就是斜面的自锁条件。螺纹的升角就是斜面的倾角。斜面自锁条件:螺纹自锁条件:5-2摩擦角和自锁现象应用：螺旋千斤顶的自锁18[例]构件1及2用楔块3联结，已知楔块与构件间的摩擦系数f=0.1,求能自锁的倾斜角a。解：研究楔块，受力如图192、严格区分物体处于临

6、界、非临界状态；一般是对临界状态求解，这时可列出的补充方程。一、特点:1、画受力图时，必须考虑摩擦力；3、因，则问题的解常是力、尺寸或角度的一个平衡范围,而不是一个确定的值。4、摩擦力的方向不能假设，要根据物体运动趋势来判断.(只有在摩擦力是待求未知数时,才可假设其方向)5-3考虑滑动摩擦时的平衡问题20已知：求：物块是否静止，摩擦力的大小和方向。解：取物块，设物块平衡[例5-1]二、例题分析解得：物块处于非静止状态：向上。而(向上)[例5-2]已知：a=30º，G=100N，f=0.2求：①物体静止时水平力Q的平衡范围。②当水平力Q=60N时

7、，物体能否平衡？22,X=å0由已知：a=30º，G=100N，f=0.2求：①物体静止时水平力Q的平衡范围。②当水平力Q=60N时，物体能否平衡？解：①先求使物体不致于上滑的图(1)NF-max=0Y=å0=0:补充方程G-cosaQ-maxsinaG-sinaQmaxcosaNfF=max23同理：再求使物体不致下滑的图(2)平衡范围：ax24[例5-3]已知：b,d,fs,不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量；求：挺杆不被卡住之值。解：取挺杆，设挺杆处于刚好卡住位置。解得：则：挺杆不被卡住时，。已知：均质木箱重（1）当D处为拉力F=1KN时

8、，木箱是否平衡?[例5-4]（2）能保持木箱平衡的最大拉力。求：解：1、取木箱，设其处于平衡状态。解得而木箱不会滑动又木箱无翻倒趋势木箱平衡1）设木箱